Планирование экспериментов (DOE) является очень мощным и важным средством для улучшения характеристик технологического производства (изготовление пластиковых изделий). Это очень важно при разработке новых технологических процессов при литье под давлением. Целью DOis является разработка процесса, который был бы минимально зависим от внешних условий и изменении материала, а также определение параметров процесса литья пластика под давлением.
Согласно Монтгомери , существует несколько различных
экспериментальных стратегий DOE. Прежде всего, это подход
«первого предположения», который осуществляет опытный персонал, имеющий хорошие
технические знания в области изготовления пластиковых изделий. Этот подход может приводить к приемлемым
результатам, по велика вероятность, что они не будут оптимальными. Второй
экспериментальной стратегией является подход «по одному параметру за раз». Этот
подход включает изучение воздействия одного фактора во всем диапазоне, сто
изменения в процессе, когда остальные факторы остаются неизменными при литье под давлением. Этот
подход требует очень больших временных затрат и не дает какой-либо информации
о взаимодействии факторов. Наилучшим подходом является многофакторный эксперимент при изготовление пластиковых изделий. В
этом подходе факторы изменяются совместно. Факторные эксперименты дают
возможность экспериментатору оценить воздействия одних факторов на различные
уровни других. Этот подход также дает информацию о взаимодействии различных
технологических параметров.
Рис. Изготовление пластиковых изделий (литье под давлением)
Планирование экспериментов литья под давлением является важным шагом для работы по методике «Шесть Сигм», FDA. Аттестация технологического процесса по данной методике является обязательной при запуске производства пластиковых изделий для медицинской промышленности.
Очень важным элементом планирования экспериментов являются независимые переменные (факторы) и зависимые переменные (функции). В процессах литья под давлением независимыми переменными могут быть время, температура и давление. К зависимым переменным могут быть отнесены те переменные, которые были выбраны потребителем.
Поскольку в литье под давлением существует много переменных, то очень важно отсеять несущественные факторы, чтобы уменьшить число факторов и число циклов экспериментов. Например, 2 в шестой степени потребует 64 экспериментальных цикла. Учет несущественных факторов делает DOE длительным, дорогим и трудозатратным процессом, который потенциально может и не приводить к получению важной информации при изготовление пластиковых изделий.
Стандартной практикой в промышленности является учет таких параметров машины, как температура материального цилиндра, время охлаждения при литье под давлением, гидравлическое давление и температура воды в качестве критических факторов. Эти параметры, каждый в своей степени, влияют на качество пластиковых изделий и их характеристики. При наличии датчиков давления и температуры серийного производства разумно измерять давление в полости, температуру расплава и температуру стальной части литьевой формы. Планирование экспериментов будет более значимым, если температура расплава и литьевой пресс-формы, а также давление в полости будут считаться начальными значениями. Точки установки частоты вращения шнека, противодавления, температуры материального цилиндра, температуры воды считаются базовыми (вторичная важность), которые влияют на ранее упомянутые параметры состояния полимера. Программное обеспечение DOE, которое в настоящее время применяется в промышленности при литье под давлением, дает возможность пользователю определить основные факторы качества пластикового изделия и его характеристики, а также взаимодействие между факторами. Также доступны программные продукты, специально разработанные для литья под давлением.
Перед планированием эксперимента очень важно предварительно посоветоваться с опытными специалистами. Следует быть готовым к проведению повторного планирования экспериментов за счет добавления новых факторов и зависимостей, если выбранные не дают какого-либо значимого эффекта при изготовление пластиковых изделий.
Необходимо при планировании эксперимента проделать предварительную работу. Важную роль для повышения эффективности doe играет информация от производителей материала и об аналогичных изделиях, которые были отлиты ранее.
Процесс литья под давлением современных прецизионных изделий стал очень сложной технологией. Тенденции здесь очевидны, а глобальная конкуренция будет двигать индустрию вперед. Национальные и рыночные требования будут расти и дальше. Проблема стандартизации становится общепринятой при изготовление пластиковых изделий. Количество дефектных изделий на миллион будет определяться более точно и снижаться, а введение методики «Шести сигм» и определение стоимости качества становятся общим местом. Люди со знаниями в литье под давлением и практическими навыками должны рассматриваться как актив предприятия. Разработка и проведение эксперимента становится общепринятой и повседневной практикой. Технические характеристики материалов станут определенными, а диапазон изменения многих свойств будет сокращен. Ключевые характеристики процесса изготовления пластиковых изделий будут идентифицированы, определены количественно, управляемы, и число их будет сокращено.
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020